化合物半導体材料市場 サイズと展望 2025-2033

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化合物半導体材料市場の成長要因

半導体業界からの需要増加

世界の半導体業界は、電子機器の需要増加に伴い拡大しています。半導体は技術革新と進歩の原動力であり、主流の電子機器は主に半導体パッケージと表面実装技術プロセスで構成されています。マイクロエレクトロニクスデバイスの製造には、薄膜の堆積、試作、選択エッチング、修正など、一連の工程が含まれます。様々なパラメータとパターンを用いることで、数億個の機能部品を含む数百の回路を1枚のウェーハ上に製造することができます。半導体がエンドユーザーデバイスに搭載される前に、スパッタリングや蒸着などの物理蒸着プロセスによって、硬くて耐摩耗性のあるコーティングが施されます。

半導体業界の世界的な拡大を促進すると予想される主要なトレンドがいくつかあります。その一つが、様々な業界における人工知能（AI）の利用拡大であり、これは半導体メーカーやサプライヤーにとって成長の機会となります。法人税率が35%から21%に引き下げられたことで、米国半導体産業の発展に向けた事業環境が改善され、化合物半導体材料の需要にプラスの影響を与えると予想されています。

技術の進歩

化合物半導体材料市場は、主に半導体製造業界における新しい製品設計と仕様の採用によって推進されています。化合物半導体材料は電子機器の不可欠な要素であり、電子機器の設計開発に利用されています。電子機器の小型化は、iPod、携帯電話、ノートパソコン、携帯型計測・試験装置などのポータブル機器の需要増加に起因しています。新材料と関連プロセス技術の開発を通じて、組み立て技術の進歩とこれらの電子製品の小型化が実現されています。

ハイテク製品に対する消費者の需要の高まりに伴う半導体製品の技術進歩は、予測期間中に化合物半導体材料の需要を刺激すると予想されます。半導体やその他の電子機器への応用を強化するために、様々なメーカーが先進的な電子材料を提供するために行っている数多くの取り組みは、予測期間中の化合物半導体材料市場の成長を牽引する主要な要因になると予想されます。エネルギー効率の高い電子機器の需要が高まるにつれて、有機半導体や化合物半導体などの新しい電子材料の需要も増加すると予想されます。

抑制要因

深刻化する環境問題

民生用および産業用電子製品の製造に使用される化合物半導体材料の需要増加は、市場拡大を牽引する主要な要因となっています。しかしながら、これらの製品の製造および使用に伴う健康および環境リスクは、市場の大きな抑制要因となることが予想されます。電子機器には、多くの有毒なハロゲン化合物、重金属、放射性物質が含まれています。最も広く使用されている製品の一つであるガリウムヒ素（GaAs）の製造には、ヒ素が使用されています。ヒ素は、曝露すると肺がんなどの重篤な疾患を引き起こす可能性があるため、非常に有毒な物質とみなされています。

同様に、ベリリウムは発がん性物質であり、長期間曝露すると様々な皮膚疾患を引き起こす可能性があります。ベリリウムは主に窒化ガリウム（GAN）のドーピングに使用されています。さらに、断熱材や冷蔵庫などの冷凍機器の製造に使用されるクロロフルオロカーボンは、成層圏に蓄積し、オゾン層に悪影響を及ぼす傾向があります。これは、生物における遺伝子損傷や皮膚がんの発生率を高める可能性があります。

市場機会

5GインフラにおけるGANの潜在的な応用

5G無線ネットワークで利用される基地局には、効率性、性能、そして価値を提供する技術を組み合わせることが求められます。 GANソリューションは、これらの特性を顧客に提供するために不可欠です。横方向拡散金属酸化膜半導体（LDMOS）と比較して、GAN-on-SICは5G基地局の効率と性能を大幅に向上させます。さらに、GAN-on-SICは熱伝導性の向上、優れた耐久性と信頼性、高周波数域での効率向上、そして小型MIMOアレイにおける同等の性能を備えています。GANは、あらゆるネットワーク伝送セル（マイクロ、マクロ、ピコ、フェムトオーム/ホームルーター）のパワーアンプの性能向上につながると期待されています。その結果、GANは次世代5Gの展開に大きな影響を与える可能性があります。

セグメント分析

製品別

III-V族セグメントは世界市場を支配しており、予測期間中に年平均成長率（CAGR）4.0%で成長すると予測されています。III-V族化合物半導体は、III族およびV族元素と、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、窒素、リン、ヒ素、アンチモンなどの元素を組み合わせたものです。これらの半導体は高周波で動作し、高い発光効率を示します。例としては、GaAs、InAs、InSb、GaP、GaN、InNなどが挙げられますが、GaAsが最も一般的です。これらの半導体は、トランジスタ、LED、レーザー、太陽電池に使用されており、5G、IoT、スマートカーといった分野で成長の機会が期待されています。III-V族化合物半導体は、優れた移動度と光子-電子変換効率を備えています。これらは混合可能であり、光学特性に微妙な変化をもたらします。

GaNは、高い電力密度、高いスイッチング周波数、エネルギーコストの削減、システムコストの低減により、パワーエレクトロニクス業界で人気の化合物となっています。企業は研究開発と生産能力への投資を拡大しており、シリコン技術との統合は重要な進展となっています。III-V族化合物半導体、特にGaNの需要増加と、5Gなどの最終用途産業の成長は、市場の成長にプラスの影響を与えると予想されます。

用途別

通信分野は市場への最大の貢献者であり、予測期間中に年平均成長率（CAGR）4.6%を示すと予測されています。半導体は集積回路の主要部品であり、国際通信ネットワークにとって重要です。モバイル機器と無線通信の爆発的な普及に伴い、データトラフィックの拡大と高速ネットワークの整備が急務となっています。GaAsなどの化合物半導体は、その優れた速度と効率性から、通信分野でますます採用が進んでいます。GaAsをはじめとするIII-V族半導体は、電子移動度が高いことから好まれています。

モバイル機器は、温度問題など、シリコンベースのCMOS半導体の限界を露呈しています。これらの問題を回避するため、企業はシリコンと化合物半導体の融合を進めています。GaNをはじめとするIII-V族半導体材料は、より小型で消費電力とコストを抑えた伝送システムの構築が可能となるため、今後ますます普及すると予想されています。

地域別分析

地域別に見ると、世界の化合物半導体材料市場シェアは、北米、欧州、アジア太平洋、中南米、中東・アフリカに分かれています。

アジア太平洋地域が世界市場を席巻

アジア太平洋地域は、世界の化合物半導体材料市場において最大のシェアを占めており、予測期間中に4.6%のCAGR（年平均成長率）で成長すると予測されています。中国、インド、日本、インドネシア、マレーシアを含むアジア太平洋諸国の家電製品市場は、技術的に高度な製品により高い普及率を達成しています。急速な都市化と可処分所得の増加により、家電製品のユーザー数がさらに拡大し、化合物半導体材料の利用範囲が拡大すると予想されます。スマートフォン、テレビ、ノートパソコン、エアコンの小型化などの技術開発が業界を牽引しています。家電製品最大の生産国であるインドでは、政府の施策も化合物半導体材料市場の成長を後押ししています。冷蔵庫、洗濯機、エアコンなどの大型家電製品向け化合物半導体材料の需要は、今後増加すると見込まれています。この地域の製造業は、人件費の安さ、土地の豊富さ、そして高い国内需要に支えられており、外国メーカーによる製造業への投資を促しています。

北米は、予測期間中に3.3%のCAGRで成長すると予想されています。米国、カナダ、メキシコにおける最終用途産業の拡大が、この地域における化合物半導体材料の需要を牽引しています。この地域に近づくにつれ、外国メーカーはターゲット市場を拡大する必要があり、生産能力の増強と買収を促進する必要があります。例えば、カナダのSolantro Semiconductor社は、産業用半導体ソリューションの中国市場リーダーであるHuada Semiconductor社に買収されました。Solantro Semiconductor社は、シリコンなどの化合物半導体材料を用いて高度な集積回路を開発しています。この買収の目的は、同社への投資を増やし、この地域の技術の優位性を活用し、北米におけるプレゼンスを拡大することでした。この地域では生産能力の増強も進んでいます。イリノイ州シャンペーンにあるII-VI EpiWorksは、製造エクセレンスセンターを増築しました。この工場では、化合物半導体製造用のエピタキシャルウェーハ製品を生産しています。今回の拡張により、生産量を4倍に増やすことを目指しています。

ヨーロッパの自動車産業は、重要な最終用途市場になると予想されています。この地域では、人工知能、自動車の電動化、デジタル化といった新技術の進展により、化合物半導体材料が急速に成長しています。さらに、この地域における大型家電製品、特にビルトイン型大型家電製品の販売増加も、市場拡大にプラスの影響を与えると予想されています。この期間中、家電製品、小型キッチン家電、電子玩具、スマート家電向けウェアラブル機器の製造向けIC生産の増加により、化合物半導体材料の需要が増加すると予想されます。

中南米では、経済協力開発機構（OECD）によると、ブラジルは民間消費と労働市場の活性化により、経済成長が大幅に加速すると見込まれています。予測期間全体を通して、この地域はエレクトロニクス、航空宇宙、防衛、ヘルスケアといった最終用途産業によって支えられると予想されています。エレクトロニクス部門は、インフラ整備と産業拡大の進展により成長が見込まれ、化合物半導体の需要増加につながります。政府の優れた政策と投資の増加は、市場拡大に好影響を与えています。

中東およびアフリカでは、化合物半導体材料市場はまだ商業化の初期段階にあります。しかし、この地域では、ヘルスケア、航空宇宙、通信など、いくつかの産業が成長を遂げています。アラブ首長国連邦、サウジアラビア、南アフリカといった国々は、インフラ整備や技術開発への投資により、今後数年間の市場成長を牽引すると予想されています。

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化合物半導体材料市場のトップ競合他社

1. Sumitomo Electric Industries Ltd.
2. JX Nippon Mining and Metals
3. FURUKAWA CO. LTD.
4. Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.
5. SHOWA DENKO K.K

最近の開発状況

• 2022年5月～ JX Nippon Mining and Metals USA Inc.は、国際協力銀行（JBIC）の融資を受け、米国アリゾナ州に新工場を建設しました。
• 2022年4月～ 信越化学工業株式会社は、高電圧機器技術の進歩に伴い、電気自動車部品向けに新規放熱シリコーンゴムシート「TC-BGIシリーズ」を開発したことを発表しました。